一种三维立体机织物‑橡胶基复合柔性抗冲击材料制造技术

本实用新型专利技术公开的一种三维立体机织物‑橡胶基复合柔性抗冲击材料，包括基布，基布上设置有链式钢板和轻质发泡材料；基布包括相互平行的高性能纤维层a和高性能纤维层b，高性能纤维层a和高性能纤维层b之间连接有若干纵隔层，每相邻的两个纵隔层与高性能纤维层a和高性能纤维层b之间形成密封形状，每个密封形状通过其对角线上设置的斜隔层形成两个纬向通孔。当动能很大的冲击体对本实用新型专利技术抗冲击材料发生冲击时，需要通过链式钢板、纬向通孔和基布三重阻挡，阻止冲击物击穿，纬向通孔中的轻质发泡材料吸收冲击体动能，减弱冲击动能冲击波对被保护体的损伤；对动能相对较小的尖锐物体刺轧，链式钢板就可以阻挡，有很好的实用价值。

A three-dimensional woven fabric rubber composite flexible shock resistant material

【技术实现步骤摘要】
一种三维立体机织物-橡胶基复合柔性抗冲击材料
本技术属于多元抗冲击复合材料
，具体涉及一种三维立体机织物-橡胶基复合柔性抗冲击材料。
技术介绍
复合材料按使用性能不同可以分为结构复合材料和功能复合材料两大类。抗冲击防护复合材料属于功能复合材料，具体是指用不同材料复合而成的、具有抗冲击防护功能的材料。抗冲击防护复合材料用于装甲防护一般有两种形式：单纯的纤维织物装甲和复合材料层合板装甲。单纯的纤维织物装甲是通过缝纫方法将多层平面织物组合，或由三维、多维编织而成，亦称软装甲。软装甲主要用于人体的防护，如作防弹衣，要求防弹衣质地柔软、有良好的穿着舒适性等。这种装甲一般只能防五四式手枪铅芯弹，并且弹丸冲击后凸起高度较大，易造成内伤。复合材料层合板装甲是由聚合物与纤维或织物复合而成，有两种用途：一种是单独直接用作人体防护，如用作防弹衣、防弹头盔等，这种复合材料只能防微冲或手枪等软金属芯弹；另一种是作为背板与陶瓷面板或金属面板复合构成复合装甲，这种复合装甲有较高防护水平，可防冲锋枪、机枪钢芯弹乃至炮弹，复合装甲除用于坦克、装甲车辆、舰艇等防护外，还主要用于军机的防护，尤其是武装直升机、舰载机的防护，主要的防护部位为驾驶舱、油箱、仪器舱、雷达天线及重要的传动部件等，也可以用作其它场合的防护。传统的抗冲击防护材料大多使用的是近似硬装甲原理，减缓或抵抗冲击的方式由于是刚性互抗，导致与冲击物之间产生强大的动能，冲击动能作用在被冲击体上,损伤被冲击体，并且传统的抗冲击防护复合材料的发展只是由重质的金属材料向轻质的非金属复合材料过度。因此，开发一种具有柔性抗冲击性能的材料，与传统抗冲击材料相比减少了刚性互抗的强大冲击，更好的保护受体安全。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种三维立体机织物-橡胶基复合柔性抗冲击材料，解决了现有抗冲击材料，在受到外力冲击时缓冲和吸能作用较差的问题。本技术所采用的技术方案是，一种三维立体机织物-橡胶基复合柔性抗冲击材料，包括基布，基布上设置有链式钢板和轻质发泡材料；基布包括相互平行的高性能纤维层a和高性能纤维层b，高性能纤维层a和高性能纤维层b之间连接有若干纵隔层，每相邻的两个纵隔层与高性能纤维层a和高性能纤维层b之间形成密封形状，每个密封形状通过其对角线上设置的斜隔层形成两个纬向通孔。本技术的特征还在于，纬向通孔的横截面为三角形、圆形、矩形或菱形中任意一种或者几种。每个纬向通孔的横截面均为直角三角形。每个纵隔层两端分别与高性能纤维层a和高性能纤维层b垂直连接，纵隔层之间相互平行。斜隔层之间相互平行。每个纬向通孔内均填充有轻质发泡材料。每个密封形状中任一纬向通孔内均设置有链式钢板，每两个相邻的链式钢板分别与高性能纤维层a和高性能纤维层b固接并依次交替排列。高性能纤维层a包括一组相互交叉排列的经纱a，每条经纱a与相邻的两个交叉点形成的密闭空间内设置有纬纱a；高性能纤维层b包括一组相互交叉排列的经纱b，每条经纱b与相邻的两个交叉点形成的密闭空间内设置有纬纱b。每个斜隔层一组相互交叉排列的斜隔层经纱，每条斜隔层经纱与相邻的两个交叉点形成的密闭空间内设置有斜隔层纬纱。每个纵隔层一组相互交叉排列的纵隔层经纱，每条纵隔层经纱与相邻的两个交叉点形成的密闭空间内设置有纵隔层纬纱。本技术抗冲击材料的有益效果是：a)本技术抗冲击材料通过在纬向通孔中使用链式钢板和轻质发泡材料，使其具有良好的防刺轧和抗冲击性能，同时具有一定弹性、柔韧性；主要用于用于掩体材料、机车、飞行器外用材料；也可用于防弹装备材料插片；b)本技术抗冲击材料通过将原有的层压材料变为多材料多层复合结构，将防护性提高，也可应用作人体防护材料，也可用于汽车、飞机、建筑上作为抗冲击防震材料；c)本技术抗冲击材料与传统的防护材料相比减少了原本的重量，材料刚性得到了改善，具有一定的弯曲性能；d)本技术抗冲击材料由于应用链式金属钢板而具有良好的防刺性，因此可应用于特种使用对象防护衣内插片。附图说明图1是本技术一种三维立体机织物-橡胶基复合柔性抗冲击材料的结构示意图；图2是本技术抗冲击材料的基布剖视图；图3是本技术抗冲击材料的基布上机图。图中，1.链式钢板，2.高性能纤维层a，3.轻质发泡材料，4.斜隔层，5.高性能纤维层b，6.纵隔层，7.纬向通孔，8.经纱a，9.纬纱a，10.经纱b，11.纬纱b，12.斜隔层经纱，13.斜隔层纬纱，14.纵隔层经纱，15.纵隔层纬纱。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本技术进行详细说明。本技术一种三维立体机织物-橡胶基复合柔性抗冲击材料，如图1所示，包括基布，基布上设置有链式钢板1和轻质发泡材料3；基布包括相互平行的高性能纤维层a2和高性能纤维层b5，高性能纤维层a2和高性能纤维层b5之间连接有若干纵隔层6，每相邻的两个纵隔层6与高性能纤维层a2和高性能纤维层b5之间形成密封形状，每个密封形状通过其对角线上设置的斜隔层4形成两个纬向通孔7。高性能纤维层包括芳纶、碳纤维、石墨纤维、云母纤维、玻璃纤维、高模量高强度的聚烯烃类纤维等。每个纬向通孔7的横截面均为直角三角形，保证了立体织物的牢固结构。每个纵隔层6两端分别与高性能纤维层a2和高性能纤维层b5垂直连接，纵隔层6之间相互平行。斜隔层4之间相互平行。根据用途和需要，纬向通孔7的横截面为三角形、圆形、矩形或菱形中任意一种或者几种，纬向通孔7将多层织物分隔开，形成层间间隙，满足不同的材料性能需要。每个纬向通孔7内均填充有轻质发泡材料3，轻质发泡材料3具有缓冲特性。填充轻质发泡材料3可以降低复合材料重量，同时在受到外力冲击时起到缓冲和吸能作用，使被保护体减轻外力伤害。每个密封形状中任一纬向通孔7内均设置有链式钢板1，每两个相邻的链式钢板1分别与高性能纤维层a2和高性能纤维层b5固接并依次交替排列，链式钢板1增强了材料的防刺穿特性，链式刚板1起到抗刺轧的作用，同时由于刚板无柔韧性，复合材料不能弯曲，将刚性板材切小分别与基布连接、再组合成链式结构，使材料具有良好的弯曲性。如图2所示，高性能纤维层a2包括一组相互交叉排列的经纱a8，每条经纱a8与相邻的两个交叉点形成的密闭空间内设置有纬纱a9；高性能纤维层b5包括一组相互交叉排列的经纱b10，每条经纱b10与相邻的两个交叉点形成的密闭空间内设置有纬纱b11；每个斜隔层4一组相互交叉排列的斜隔层经纱12，每条斜隔层经纱12与相邻的两个交叉点形成的密闭空间内设置有斜隔层纬纱13；每个纵隔层6一组相互交叉排列的纵隔层经纱14，每条纵隔层经纱14与相邻的两个交叉点形成的密闭空间内设置有纵隔层纬纱15。本申请的抗冲击材料每层均通过自身纱线织成，未另用缝线缝合，结合紧密，没有明显的分界线，不易产生分层、脱层现象。根据设计参数不同可以用于不同场合应用的抗冲击复合材料的基布。如图3所示，基布在纺织机上的上机图。本技术抗冲击材料的的原理是：利用高性能纤维纱线、或者高性能纤维与其他纤维混纺纱线、或高性能纤维与其他纤维纱组合织成具有三维结构的角链锁立体机织物。基布是通通过多层中空结接的，具有纬向通孔7，纬向通孔7从侧面看空间断面可以是矩形、三角形、圆形、或菱形。纬向通孔7形状的不本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三维立体机织物‑橡胶基复合柔性抗冲击材料，其特征在于，包括基布，基布上设置有链式钢板(1)和轻质发泡材料(3)；所述的基布包括相互平行的高性能纤维层a(2)和高性能纤维层b(5)，高性能纤维层a(2)和高性能纤维层b(5)之间连接有若干纵隔层(6)，每相邻的两个纵隔层(6)与高性能纤维层a(2)和高性能纤维层b(5)之间形成密封形状，每个密封形状通过其对角线上设置的斜隔层(4)形成两个纬向通孔(7)。

【技术特征摘要】
1.一种三维立体机织物-橡胶基复合柔性抗冲击材料，其特征在于，包括基布，基布上设置有链式钢板(1)和轻质发泡材料(3)；所述的基布包括相互平行的高性能纤维层a(2)和高性能纤维层b(5)，高性能纤维层a(2)和高性能纤维层b(5)之间连接有若干纵隔层(6)，每相邻的两个纵隔层(6)与高性能纤维层a(2)和高性能纤维层b(5)之间形成密封形状，每个密封形状通过其对角线上设置的斜隔层(4)形成两个纬向通孔(7)。2.根据权利要求1所述的一种三维立体机织物-橡胶基复合柔性抗冲击材料，其特征在于，所述的纬向通孔(7)的横截面为三角形、圆形、矩形或菱形中任意一种或者几种。3.根据权利要求1所述的一种三维立体机织物-橡胶基复合柔性抗冲击材料，其特征在于，每个所述的纬向通孔(7)的横截面均为直角三角形。4.根据权利要求3所述的一种三维立体机织物-橡胶基复合柔性抗冲击材料，其特征在于，每个所述的纵隔层(6)两端分别与高性能纤维层a(2)和高性能纤维层b(5)垂直连接，纵隔层(6)之间相互平行。5.根据权利要求3所述的一种三维立体机织物-橡胶基复合柔性抗冲击材料，其特征在于，所述的斜隔层(4)之间相互平行。6.根据权利要求3所述的一种三维立体机织物-橡胶基复合柔性抗冲击材料，其特征在于，每个...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢光银，王海霞，王耀武，卓清良，
申请(专利权)人：西安工程大学，
类型：新型
国别省市：陕西,61